Hetedikes vagyok, valaki elmagyarázza nagyon egyszerűen az általános relativitáselméletet és a kvantummechanikát?

Hát ez nehéz lesz. A tényleges megértéshez kell fizikai alaptudás, illetve matematikai alap is. Persze lehet képletek nélkül is mesélni róla, csak úgy laikus módjára megkóstolva a témát, de ennek megvan az a veszélye, hogy félreértelmezed.

Inkább azt a tudást erősítsd meg, amit már tanultál. Ez olyan dolog, hogy nem nagyon fogsz tudni jó autót tervezni, ha vezetni sem tudsz.

Esetleg vannak dokumentumfilmek, előadások, pl. Dávid Gyula előadásai a Youtube-on kellően korrektek, de még laikusok számára is emészthetőek. Bár ahhoz is kell azért ismerni a fizika alapjait.

Szia!

Én ezt a könyvet ajánlanám neked:

[link]

(Mi Micsoda sorozat: Modern fizika)

Szerintem ebben a korban tökéletesen megfelel a Wikipédia arra, hogy miről is szólnak ezek:

[link]

[link]

Ilyen elméleteket nem lehet elmagyarázni tömören, pláne nem olyannak, aki még csak általános iskolai szinten áll fizikából. Ennek főleg az az oka, hogy ahhoz, hogy megértsük, hogy ezeknek az elméleteknek mi a jelentőségük, ahhoz el kell őket tudnunk helyezni a fizikában, azaz meg kell tudnunk őket különböztetni, hogy más fizikai elméletekhez képest mit csinálnak jobban vagy másként. Ehhez viszont elengedhetetlenül szükséges a fizika általában vett ismerete.

A kvantummechanikáról talán annyit lehetne röviden elmondani, hogy az anyag és sugárzás atomi szinten teljesen más viselkedést mutat, mint a hétköznapi méretek világában, ahol rengeteg sok atom van együtt. A más viselkedés kb. annyit tesz, hogy a korábban különálló részecskékből álló anyag hullámtulajdonságokat is mutat, vagyis képes olyan jelenségekre, amelyeket a hullámoknak tulajdonítunk. Elsősorban interferenciára. Viszont amikor detektáljuk őket, akkor mindig részecskeként viselkednek, azaz egyetlen helyen lehet őket észlelni. Ezzel egyidejűleg pedig a korábban folytonos hullámnak elképzelt elektromágneses sugárzásról pont az ellenkezője derült ki: hogy képes részecskeként viselkedni, ezeket hívjuk fotonoknak.

Az anyag hullámtulajdonsága és a sugárzás részecsketulajdonsága hívta életre azt az elméletet, amely képes ezeket a doilgokat egyszerre kezelni, és sokatomos rendszerben egyfajta határátmenetet képezni a hétköznapi világunk felé, amelyben az anyag mindig részecskeszerű és sosem hullám, a sugárzás pedig mindig hullám, és sosem részecske. Ezen elmélet sajátossága (pontosabban a természet sajátossága, csak ezt le kell tudnia írni az elméletnek), hogy egyes fizikai mennyiségek bizonyos körülmények között nem folytonosan változnak, hanem diszkrét értékeket vehetnek csak fel, azaz kvantáltak. Tipikus példa erre a foton: adott hullámhosszú foton adott energiát képvisel, és mivel törtszámú fotonok nem léteznek, adott hullámhossz esetén a fotonokból álló rendszerek energiaértéke csak ezen alapmennyiség egész számú többszöröse lehet, vagyis nem tetszőleges érték. Az atomi energiaszintek is kvantáltak: az elektronokhoz bizonyos energiájú pályák tartoznak, és az ezek közti átmenetek is bizonyos energiakülönbséget jelentenek, amelyek sokszor kisugárzott vagy elnyelt fotonok formájában nyilvánulnak meg.

Ennél még sokkal több a kvantummechanika, de ezek jelentik az alapokat és erre épül az egész.

Az általános relativitáselmélet értékeléséhez ismerni kellene a speciálist. A speciális lényege, hogy úgy írja le a valóságot, hogy az egymáshoz képest egyenes vonalú és egyenletes mozgást végző inecriarendszereket nemcsak a mechanikai jelenségek szempontjából, hanem minden fizikai jelenség szempontjából egyenértékűnek tekint. Ez a lépés szakítást jelent az addigi newtoni személettel, amelynek központi gondolata, hogy van egy nagy inerciarendszer, amelyben Newton törvényei érvényesek, és minden ehhez képest egyenletesen mozgó rendszerben ezt a relatív mozgást elvileg is ki lehet mutatni - ha nem is mechanikai kísérletekkel, de mondjuk optikaiakkal. Azonban Eisntein azt mondta, hogy semmivel nem lehet kimutatni. Ez nagyon komoly gondolat. Ez azt jelenti, hogy nem csak egyetlen nagy inerciarendszer létezik, hanem végtelen sok, amelyben a teljes fizika pontosan ugyanúgy működik, mint mindegyik másikban. Az egyenletes mozgások között nincs kitüntetett, és ugyanolyan értelmes azt mondani, hogy az út halad a buszhoz képest, mint azt mondani, hogy a busz halad az úton. Ezt ilyen hétköznapi triviális példákon keresztül elég nehéz komolyan venni, mert mindenki tudja, hogy a busz és az út esetén mi a helyzet, azonban kint a sötét világűrben, ahol nincs emmi viszonyítási pontod, két egymás felé haladó űrhajó esetén már nincs értelme azt gondolni, hogy az egyik mozog és a másik áll, és nem fordítva. Ott tényleg csak relatív mozgás létezik. És a fizikai elméleteknek tükrözniük kell ezt a szabadságot: hogy mindegy, hogy mit tekintek mozgónak vagy állónak, mert csak egyetéen paraméter számít, a relatív sebesség.

Ez a lépés azonban hatalmas fordulatot jelentett, mert ebből az elektrodinamikai jelenségekre vonatkozó egyenértékűség miatt következett a fénysebesség állandósága is, ami miatt aztán a teljes tér. és időfogalmunkat meg kellett változtatni. Bejött helyette a téridő, vagyis az eseményeknek egy olyan háttere, ahol a tér és időkoordináták nem egymástől függetlenül számítandók, hanem egyfajta egységet alkotnak, amelyet a matematikában sokaságnak neveznek. Ez a speciális relativitáselméletben még sík, olyan, mint a padló. Sima, nem görbült.

Azonban Eisnetein feltette azt a kérdést, hogy miért ne lehetne igaz az is, hogy a természetben a fizikai jelenségek leírásánál nemcsak az inerciarendszerek egyenértékűek, hanem bármely két rendszer az? Na, erre a kérdésre a válasz az általános relativitáselmélet. Ez már jóval bonyolultabb, mint a speciális, és komoly matematikát igényel. Amihez ez a sok matek kell, az az a fizikai probléma, ami első látásra tök értelmetlennek tűnik: hogy az inerciarendszereket és a gyorsulókat egyenrangúnak tekintsük anak ellenére, hogy nyilvánvalóan nem azok. A gyorsulóban fellépnek inerciaerők (lásd fékező autó, forgó Föld), míg inerciarendszerekben nem. Mégis egyenrangúak, csak ehhez fel kellett ismerni, hogy a gyorsuló rendszerek leírhatók görbült sokaságokkal. Vagyis olyan téridővel, amely nem sík. Ez egyben azt is jelenti, hogy a gravitáció mint fizikai jelenség is magyarázhatóvá vált a téridő görbületével. És mivel a gravitáció az a dolog, amely az egész Univerzumot átszövi a hatásával, az általános relativitáselméletet a kozmológiában is használják, meg persze olyan erős gravitációs terek leírásához, ahol a newtoni már nem jó közelítést ad.

Hát, "röviden" talán ennyi. Ennél többhöz vagy kicsit több részlethez a te szinteden még valóban jó a Wikipédia. Vagy valamilyen ismeretterjesztő könyv matek nélkül.